基于Cu,Fe,B/Cur-CDs双酶模拟活性的甲硝唑双信号荧光传感新策略

【编辑推荐】本研究创新性合成具有抗坏血酸氧化酶(AAO)和过氧化物酶(POD)双活性的姜黄素基碳点(Cu,Fe,B/Cur-CDs)，通过竞争抑制和内滤效应(IFE)机制，构建了甲硝唑(MNZ)双信号荧光传感器。该纳米酶利用过渡金属价态转换(Cu2+/Cu+、Fe3+/Fe2+)和硼掺杂特性，显著提升催化效率，在食品检测中回收率达86.2-116.2%，为抗生素检测提供了新型低成本解决方案。

　　

Highlight

本研究成功设计合成具有优异AAO样和POD样活性的Cu,Fe,B/Cur-CDs（铜铁硼共掺杂姜黄素碳点）。其低价电子-轨道比产生更多活性电子，显著提升电子传递效率。该纳米酶通过AAO样活性将抗坏血酸(AA)转化为脱氢抗坏血酸(DHAA)，后者与非荧光底物邻苯二胺(OPD)反应生成蓝色荧光产物DFQ；同时通过POD样活性催化OPD/H₂O₂体系产生黄色荧光DAP。甲硝唑(MNZ)通过双重机制影响系统：竞争性占据纳米酶活性位点抑制自由基(•OH/•O₂^?)生成，以及通过内滤效应(IFE)淬灭DFQ荧光，从而实现双通道精准检测。

Characterizations of Cu,Fe,B/Cur-CDs

透射电镜(TEM)显示Cu,Fe,B/Cur-CDs为平均粒径3.25 nm的球形纳米颗粒（图1a），高分辨TEM显示0.23 nm晶格间距对应石墨碳(100)晶面（插图）。X射线光电子能谱(XPS)证实Cu²⁺、Fe³⁺和B的成功掺杂，傅里叶变换红外光谱(FT-IR)显示表面富含羧基、羟基等活性基团。紫外可见光谱在280 nm和350 nm处出现特征吸收峰，荧光发射光谱显示激发波长依赖性，最佳激发/发射波长为360/420 nm。

Conclusion

该工作不仅开发了新型多酶模拟纳米材料，更创新性地构建了基于双信号转导的MNZ检测平台。通过金属价态调控和异质原子掺杂策略，解决了传统单酶模拟材料活性不足的瓶颈问题。在实际样品检测中展现出优异的选择性和稳定性，为食品安全监测提供了"纳米酶-荧光探针"协同检测的新范式。